桥梁健康监测数据可视化系统设计与实现

发布时间：2017-09-04 04:43

  本文关键词：桥梁健康监测数据可视化系统设计与实现

  更多相关文章： 健康监测 3D模型 WebGL 传感器 可视化

【摘要】：随着我国经济的快速发展,交通基础设施也在迅猛地增加,而桥梁在交通运行中起到了不可替代的重要作用,其健康状态已不容忽视。然而,在我国,很多桥梁目前的检测方式仍然是人工检测。人工检测不仅周期长,而且检查的不全面且对病变没有量化的数据,因此,基于传感器的桥梁健康监测系统应运而生。本文深入研究了目前的桥梁健康监测和3D建模的现状,结合桥梁维护人员的实际需求,对桥梁监测中一些关键技术进行了研究,设计并实现了基于Web的桥梁健康监测数据可视化系统,实现了桥梁结构的三维展示和对监测数据的高效、直观的呈现和预警,对桥梁管养单位分析、维护桥梁起到了重要的作用。本文所做的具体工作如下:(1)分析了桥梁健康监测的意义和现状,对影响桥梁结构状态的指标进行了研究,总结了对桥梁健康监测所需布置的传感器类型,提出了在桥梁3D模型结构上展示其传感器布置情况的设想。研究了数据采集的过程,分析了传感器数据和其布置截面的映射关系,提出了解决方案,对数据噪声的影响,提出了对数据过滤并分别新建一张对应的数据表储存的解决方案。(2)研究了桥梁3D模型文件的制作过程,分析了通用的3D模型文件格式,并对其进行解析,从而生成系统所需的更高效率的模型格式文件。深入研究了WebGL技术,分析了其三维图像显示的流程和渲染框架,介绍了桥梁模型的绘制流程。同时,为了实现更逼真展示效果,还采用了纹理贴图的方式将桥梁附近的高清地图加载到桥梁模型空间。(3)为了实现桥梁模型和监测数据交互的功能,分析了桥梁结构中布置的传感器截面位置关系,并以SVG的图片格式绘制其测点布置图,通过标记桥梁模型的方式将其展示出来,通过选择测点布置图的传感器标记,跳转到数据展示部分。(4)分析了桥梁健康监测系统的实际需求,设计了以二维图表和统计表的方式,来展示和分析监测数据,并分别设计了实现这些功能的算法。最后,分析并总结了本文所做的工作,针对本系统的不足与缺点,提出了未来研究的方向,在系统进一步优化与完善后,会具有更大的应用价值。
【关键词】：健康监测 3D模型 WebGL 传感器 可视化
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U446
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-12
• 1.1 桥梁健康监测的研究意义与现状8-9
• 1.1.1 桥梁健康监测的意义8
• 1.1.2 桥梁健康监测的现状8-9
• 1.2 研究目的和研究内容9-11
• 1.2.1 研究目的9
• 1.2.2 研究内容9-11
• 1.3 本文的结构安排11-12
• 2 桥梁监测数据的采集12-24
• 2.1 传感器子系统12-14
• 2.1.1 传感器选型基本原则12
• 2.1.2 传感器选型12-14
• 2.2 监测数据的采集14-16
• 2.2.1 数据采集模块15-16
• 2.2.2 数据传输16
• 2.3 监测数据的映射16-21
• 2.4 监测数据的过滤21-23
• 2.5 本章小结23-24
• 3 桥梁结构展示24-40
• 3.1 引言24
• 3.2 桥梁模型文件的生成24-29
• 3.2.1 桥梁模型制作24-25
• 3.2.2 解析模型文件25-29
• 3.3 桥梁模型展示29-36
• 3.3.1 Web GL简介29
• 3.3.2 Web GL图像显示29-34
• 3.3.3 Web GL渲染流程34-35
• 3.3.4 桥梁模型绘制35-36
• 3.4 传感器布点图展示36-39
• 3.4.1 SVG简介36-37
• 3.4.2 传感器布点图的绘制37-39
• 3.5 本章小结39-40
• 4 监测数据的展示40-53
• 4.1 引言40
• 4.2 数据查看40-42
• 4.2.1 实时数据监测40-41
• 4.2.2 历史数据监测41-42
• 4.3 数据分析42-45
• 4.3.1 单一指标分析42-44
• 4.3.2 相关指标对比分析44-45
• 4.4 报表生成45-52
• 4.4.1 统计表45-48
• 4.4.2 月报表48-52
• 4.5 本章小结52-53
• 5 系统展示53-62
• 5.1 桥梁 3D模型展示53
• 5.2 静态监测53-56
• 5.3 数据分析56-58
• 5.4 统计表58-59
• 5.5 月报表59-60
• 5.6 桥梁健康监测系统汇总展示60-62
• 6 总结与展望62-64
• 6.1 本文工作总结62
• 6.2 未来工作展望62-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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中国博士学位论文全文数据库 前1条

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本文编号：789444